Proč má nosná konstrukce průmyslového komína na své špičce zvláštní vývrtku?
Žebra namontovaná nejčastěji na horní třetině nosného tubusu lámou rytmus větru a mění sílu v chaotický šum.
Napadlo vás někdy při pohledu nahoru, proč má nosná konstrukce průmyslového komína na své špičce zvláštní vývrtku?
Když fouknete přes okraj trubky nebo láhve, rozezní se tón – roztancují se akustické vlny. Jenže když se pořádný vítr opře do desítky metrů vysoké štíhlé konstrukce, která nese průmyslový komín, nezůstane jen u zvuku. Začne kmitat celá stavba. A právě proto se na vnější plášť nosné konstrukce montují nenápadná spirálová žebra – v praxi se jim říká lamače proudnic.
Proč komín tzv. netancuje po větru, ale do stran?
Průmyslová spalinová cesta zkrátka není jen o samotné komínové vložce uvnitř. Foto Schiedel
Když stálý vítr obtéká hladký ocelový tubus nosné konstrukce, vzduch se za ním nestéká tak plynule, jak by se mohlo zdát. Odtrhává se střídavě z levé a z pravé strany a vytváří takzvanou Kármánovu vírovou stezku (vortex shedding). Tento střídavý podtlak má dost záludný efekt: nerozkmitá konstrukci dopředu a dozadu po směru větru, ale ze strany na stranu – tedy kolmo na směr proudění.
Pokud se frekvence těchto vírů trefí do přirozené frekvence stavby, nastává obávaná rezonance. Výsledné vibrace mohou postupně způsobit únavu materiálu, trhliny v nosných spojích nebo v nejhorším případě i kolaps celé konstrukce. Místo toho, abychom nosnou konstrukci stavěli třikrát tlustší a těžší, stačí do cesty větru postavit chytrý aerodynamický trik – tzv. Scrutonovy spirály (Scruton helical strakes), pojmenované po svém vynálezci Christopheru Scrutonovi.
Tato žebra namontovaná nejčastěji na horní třetině nosného tubusu (kde vítr řádí nejvíce) fungují jednoduše, ale geniálně:- Jednak lámají rytmus větru: Spirálový tvar zabrání tomu, aby se větrný vír utrhl po celé výšce nosné konstrukce ve stejný moment.
- A také mění sílu v chaotický šum: Místo jedné velké rezonanční síly vzniká obrovské množství drobných, neuspořádaných mikrovírů. Ty se navzájem vyruší, takže konstrukci jednoduše nedokážou předat energii k rozkmitání.
Průmyslová spalinová cesta zkrátka není jen o samotné komínové vložce uvnitř. Je to vyladěné inženýrské dílo, kde nosná podpůrná konstrukce drží celou stavbu bezpečně „na nohách“. Posouzení větrných vírů a aeroelastického chování konstrukce podle norem (např. ČSN EN 13084 nebo evropské normy na zatížení větrem) je proto nezbytnou součástí profesionálního návrhu. A Scrutonova spirála je krásným důkazem toho, jak zdánlivý detail dokáže elegantně zpacifikovat obrovskou sílu přírody.
SCHIEDEL - téměř 80 let zkušeností vývoje, výroby a testování komínových systémů. Keramických, nerezových, vícevrstvých. Komíny pro nízkoenergetický dům, komínové systémy pro speciální použití. Materiály pro vložkování a obnovu stávajících komínů. Krbové ...